Pseudomonas aeruginosa est une bactérie à Gram-négatif, pathogène et opportuniste, responsable de nombreuses et sévères infections chez l’homme. Ce microorganisme comme la plupart des organismes vivants a besoin de fer pour sa croissance ainsi que d’autres métaux biologiques comme le zinc, le cuivre, le nickel, le manganèse, le cobalt, le molybdène, le vanadium et d’autres. Afin d’acquérir le fer P. aeruginosa produit deux sidérophores majeurs, la pyoverdine (PVD), souvent considérée comme sidérophore principal, et la pyochéline (PCH). Lors de cette thèse nous avons pu démontrer les enzymes de biosynthèse de ces sidérophores adoptent une organisation spécifique aux pôles des bactéries. De plus, l’étude de la composition en métaux de P. aeruginosa dans différentes conditions de cultures a pu démontrer que la bactérie adapte sa concentration intracellulaire en métaux selon la composition du milieu extracellulaire. / Pseudomonas aeruginosa is an opportunistic Gram-negative pathogen. It is responsible for a wide range of human diseases. Iron is an essential element for this organism, like for nearly all other organisms. To a lower extent this organisms needs other metals such as zinc, copper,nickel, manganese and other for its survival. To acquire iron, P. aeruginosa secrets two major siderophores, pyoverdine (PVD) and pyochelin (PCH). During the thesis we have shown that the enzymes involved in the biosynthesis of theses siderophores adopt a specific localization at the bacterial cell poles. Furthermore, the study of the metal composition of P. aeruginosa in different growth conditions has shown that this bacterium is able to adaptits internal metal concentration to the extracellular metal availability.

Les maladies infectieuses dues aux bactéries Gram + sont causes de mortalité importante à travers le monde, et de récentes études ont mis en évidence le rôle pathologique de l’interféron de type I (I IFN) dans ces maladies. Les cellules dendritiques plasmacytoïdes (pDC) produisent des quantités importantes d’IFN de type I suite à la détection de virus. Des données récentes suggèrent que les pDC humaines pourraient également détecter des bactéries, mais les récepteurs impliqués restent inconnus. Au cours de ma thèse, j’ai caractérisé l’expression des récepteurs TLR2 / 1 par les pDC. Ces deux récepteurs permettent aux pDC de détecter les lipoprotéines bactériennes. Je montre que les pDC répondent aux bactéries Gram + (M. tuberculosis, S. aureus et L. monocytogenes) par la voie TLR2 / 1. Mon travail a montré que les pDC primaires humaines expriment TLR1 et TLR2 à la fois au niveau de l'ARNm et au niveau protéique. En réponse aux lipoprotéines bactériennes, la régulation des molécules costimulatrices par les pDCs est TLR1-dépendante tandis que la sécrétion d’I-IFN est TLR2-dépendante. De plus, TLR2 et TLR1 jouent des rôles distincts au cours du priming des cellules T CD4+ naïves par les pDCs, induisant une prolifération et différentiation en sous-populations Th1 / Th2 / Treg. Je démontre en outre que ces différences reposent sur les voies de signalisation distinctes de ces deux TLR. Ce travail de thèse pose ainsi les bases pour l’exploration du rôle des pDC dans les infections bactériennes humaines. / Infections by Gram+ bacteria are worldwide life-threatening diseases where new studies are highlighting the pathological role of Type I interferon (I IFN). Plasmacytoid dendritic cells (pDCs) are the main source of Type I IFN following viral sensing. Recent evidence suggests that human pDCs might sense bacteria. The receptors mediating bacterial sensing in pDCs are not known. During my thesis, I focused on the characterization of pDCs TLR2/1 receptors expression. These two receptors allow pDCs to sense Gram+ bacterial lipoproteins. My work showed that human primary pDCs express TLR1 and TLR2 at the mRNA and protein level. I show that pDCs respond to the Gram+ bacteria M. tuberculosis, S. aureus and L. monocytogenes through TLR2/1 pathway. In human primary pDC, I found that in response to bacterial lipoproteins up-regulation of costimulatory molecules is TLR1-dependent while IFN-I secretion is TLR2-dependent. TLR2 and TLR1 signalling play a different role in the pDCs priming of naïve CD4+ T-cells, inducing proliferation and differentiation to TH1/TH2/Treg subsets. I further demonstrate that these differences rely on the diverse signaling pathway activated by the two TLRs. This work provides the rationale to explore pDCs activity in human bacterial infection.

L'étude qu'on a entreprise a pour but d'analyser les facteurs de virulence des espèces "Classiques" et "nouvelles" de Brucella. Dans cette perspective, on a analysé les génomes des espèces récemment découvertes : Brucella inopinata BO1 et Brucella inopinata-like BO2, isolés pour la première fois de patients humains sans réservoir animal connu. On a découvert que ces deux espèces possèdent des profils de restriction uniques. De plus, BO2 possède deux chromosomes de taille identique, un profil jamais décrit pour une autre espèce de Brucella. L'analyse de la réplication intracellulaire de ces deux espèces révèle que BO2 ne se réplique pas dans les macrophages humains et murins alors que BO1 se réplique d'une façon similaire à Brucella suis 1330, ce qui confirme la potentielle implication de BO1 dans la pathogenèse chez l'homme. Sur un autre niveau d'analyse, on a été à la recherche de facteurs de virulence potentiels dans d'autres espèces de Brucella notamment Brucella microti et Brucella suis sur les niveaux génomique et post-transcriptionnel. Sur le niveau génomique, on a découvert que le système GAD (glutamate decarboxylase) confère une résistance à l'acidité à Brucella microti lors de son passage dans l'estomac. Sur le niveau post-transcriptionnel, on a isolé, séquencé et identifié les petits ARNs noncodant associés à la protéine chaperone Hfq, qui joue un rôle important dans la virulence de Brucella. / We have undertaken in this study a multidimensional analysis of the virulence factors of "Classical" and new "Brucella species". In this objective, we have analysed the genomes of newly described species Brucella inopinata BO1 and Brucella inopinata-like BO2 isolated for the first time from human patients with no known animal reservoir. We found that these two species have unique restriction profiles. In addition, BO2 has a unique chromosomal distribution with two chromosomes of the same size, never seen before in Brucella. Analysis of the intracellular replication of these strains reveals that BO2 is unable to replicate in neither human nor mouse macrophages while BO1 successfully entered and replicated as efficiently as Brucella suis 1330 confirming the potential virulence of this species for humans. On an other level of analysis, we looked for potential virulence factors in other Brucella species including Brucella microti and Brucella suis at the genomic and post-transcriptional level. At the genomic level we discovered that the glutamate decarboxylase system confers resistance to acidity to Brucella miroti during its transit in the stomach. On the post-transcriptional level, we isolated, sequenced and identified small noncoding RNAs associated to the chaperone protein Hfq, known to play a role in the virulence of Brucella.

Mon projet de doctorat était de créer un pipeline pour taxono-génomique pour la comparaison de plusieurs génomes bactériens. Deuxièmement, je automatisé le processus d'assemblage (NGS) et annotation à l'aide de divers logiciels open source ainsi que la création de scripts de maison pour le laboratoire. Enfin, nous avons intégré le pipeline dans la description de plusieurs espèces bactériennes de laboratoire sur. Cette thèse est divisée principalement en Taxono- génomique et Microbiogenomics. Les avis de la section taxono-génomique, décrit sur les avancées technologiques en génomique et métagénomique pertinentes dans le domaine de la microbiologie médicale et décrit la stratégie taxono-génomique en détail et comment la stratégie polyphasique avec des approches génomiques sont reformatage de la définition de la taxonomie bactérienne. Les articles décrivent les bactéries cliniquement importantes, leur séquençage complet du génome et les études génomiques comparatives, génomiques et taxono-génomique de ces bactéries. Dans cette thèse, j'ai inclus les articles décrivant ces organismes: Megasphaera massiliensis, Corynebacterium ihumii, Collinsella massiliensis, Clostridium dakarense. Bacillus dielmoensis, jeddahense, Occidentia Massiliensis, Necropsobacter rosorum et Pantoea septica. Oceanobacillus / My PhD project was to create a pipeline for taxono-genomics for the comparison of multiple bacterial genomes. Secondly I automated the process of assembly (NGS) and annotation using various open source softwares as well as creating in house scripts for the lab. Finally we incorporated the pipeline in describing several bacterial species from out lab. This thesis is subdivided mainly into Taxono-genomics and Microbiogenomics. The reviews in taxono-genomics section, describes about the technological advances in genomics and metagenomics relevant to the field of medical microbiology and describes the strategy taxono-genomics in detail and how polyphasic strategy along with genomic approaches are reformatting the definition of bacterial taxonomy. The articles describes clinically important bacteria, their whole genome sequencing and the genomic, comparative genomic and taxono-genomic studies of these bacteria.